CN116576904A - 传感器测试方法及装置、电子设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种传感器测试方法及装置、电子设备及计算机可读存储介质，涉及传感器领域。其中，传感器测试方法，包括：根据待测传感器的传感器类型获取一次拟合函数，所述一次拟合函数用于将所述待测传感器生成的电信号转换为感测数据，所述一次拟合函数为所述待测传感器同类型的传感器共有的误差拟合函数；获取多个目标采样数据，所述目标采样数据为所述待测传感器感测到的数据；根据所述多个目标采样数据对所述一次拟合函数进行函数拟合，得到二次拟合函数。与现有技术相比，本发明实施例所提供的传感器测试方法及装置、电子设备及计算机可读存储介质具有减少传感器测试过程中需要的测试数据的数量的优点。

Description

传感器测试方法及装置、电子设备及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及传感器领域，具体而言，涉及一种传感器测试方法及装置、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术

随着集成电路的发展，SoC(System on Chip，系统级传感器)的规模越来越大。在传感器物理制造和正在工作中，同一颗传感器内的不同区域的器件性能会有差异，比如不同位置的温度，晶体管的电压电流等特性。这需要在不同区域放置多个监测电路来监测其物理特性，在传感器内形成片上监测系统。在工作时，根据监测系统的监测结果针对不同区域有针对性的处理，提高SoC的性能。

传感器内的电测电路需要各种不同的类型的传感器。传感器通常依赖于传感器的特殊物理特性，将温度、压力、湿度等物理应力转换成电信号，经过信号处理电路处理后，转换成可被传输、存储的数字信号，最后经过数学拟合计算，输出同温度、压力、湿度等物理量呈线性的数据结果。传感器在电路中，通常可以等效电阻、电容、电压控电流源或电流控电压源等。

但是传感器的输出信号与实际需要感知的物理参数通常不是完全线性的关系，因此在将传感器的信号转换成数字信号后，需要使用多项式进行函数拟合后，才能输出与物理参数与输出信号之间的绝对的多项式函数，最终被应用。多项式拟合的过程中，多项式的高次项越大，精度越高，但是多项式拟合的精度越高，需要的测试数据量就会越多，测试成本也就越高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种传感器测试方法及装置、电子设备及计算机可读存储介质，能够减少传感器测试过程中需要的测试数据的数量。

第一方面，本发明提供一种传感器测试方法，包括：根据待测传感器的传感器类型获取一次拟合函数，所述一次拟合函数用于将所述待测传感器生成的电信号转换为感测数据，所述一次拟合函数为所述待测传感器同类型的传感器共有的误差拟合函数；获取多个目标采样数据，所述目标采样数据为所述待测传感器感测到的数据；根据所述多个目标采样数据对所述一次拟合函数进行函数拟合，得到二次拟合函数。

与现有技术相比，本发明实施例所提供的传感器测试方法中，首先根据待测传感器的传感器类型获取一次拟合函数，由于一次拟合函数为待测传感器同类型的传感器共有的误差拟合函数，也即一次拟合函数已经对待测传感器由于传感器类型所产生的误差进行了拟合，然后对于具体的待测传感器，获取多个目标采样数据，所述目标采样数据为所述待测传感器感测到的数据，使用数据采样得到的多个目标采样数据对一次拟合函数进行函数拟合，得到二次拟合函数，从而对具体的待测传感器的个体产生的误差进行拟合，由于对一次拟合函数进行函数拟合仅需要对待测传感器个体产生的误差进行拟合，可以减少对拟合过程对目标采样数据的数据量的需求，从而减少传感器测试过程中需要的测试数据的数量。

在可选的实施方式中，所述根据待测传感器的传感器类型获取一次拟合函数，包括：获取样本映射集，所述样本映射集包括若干传感器类型和若干样本拟合函数之间的一一对应关系；获取所述样本映射集中所述待测传感器所属的传感器类型对应的样本拟合函数作为所述一次拟合函数。通过样本映射集中预存的对应关系直接获取待测传感器对应的一次拟合函数，可以较为方便快捷的获取一次拟合函数，进一步的提升传感器测试效率。

在可选的实施方式中，所述获取样本映射集，包括：获取同类型的若干样本传感器；使用各个所述样本传感器分别进行数据采样，得到样本采样数据；对所述样本采样数据进行函数拟合得到样本拟合函数；构建所述样本传感器类型与所述样本拟合函数之间的对应关系。使用若干样本传感器进行数据采样，得到若干样本采样数据，然后使用样本采样数据拟合得到样本拟合函数，相较于现有技术中使用每个传感器单独进行数据采样然后进行函数拟合，可以进一步的减少传感器测试过程中需要的测试数据的数量。

在可选的实施方式中，所述对所述样本采样数据进行函数拟合得到样本拟合函数，包括：对所述样本采样数据进行多项式拟合，得到若干样本多项式系数；根据所述样本多项式系数构建多项式函数作为所述样本拟合函数。

在可选的实施方式中，所述获取样本映射集，包括：读取预存的样本映射集。

在可选的实施方式中，所述根据待测传感器的传感器类型获取一次拟合函数，包括：根据所述待测传感器的传感器类型获取与所述待测传感器同类型的若干同类传感器的同类采样数据；对所述同类采样数据进行函数拟合，得到所述一次拟合函数。使用与待测传感器同类型的若干同类传感器进行数据采样，得到若干同类采样数据，然后使用同类采样数据拟合得到一次拟合函数，相较于现有技术中使用每个传感器单独进行数据采样然后进行函数拟合，可以进一步的减少传感器测试过程中需要的测试数据的数量。

在可选的实施方式中，所述根据所述多个目标采样数据对所述一次拟合函数进行函数拟合，得到二次拟合函数，包括：以所述一次拟合函数为变量，使用所述多个目标采样数据对所述一次拟合函数进行多项式拟合，得到若干目标多项式系数；根据所述目标多项式系数构建多项式函数作为所述二次拟合函数。

第二方面，本发明提供一种传感器测试装置，包括：一次拟合模块，所述一次拟合模块用于根据待测传感器的传感器类型获取一次拟合函数，所述一次拟合函数用于将所述待测传感器生成的电信号转换为感测数据；数据采样模块，所述数据采样模块用于获取多个目标采样数据，所述目标采样数据为所述待测传感器感测到的数据；二次拟合模块，所述二次拟合模块用于根据所述多个目标采样数据对所述一次拟合函数进行函数拟合，得到二次拟合函数。

第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如前述实施方式中任意一项所述的传感器测试方法。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行实现前述实施方式中任意一项所述的传感器测试方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例一所提供的传感器测试方法的流程示意图；

图2为本发明实施例一所提供的传感器测试方法中获取一次拟合函数的流程示意图；

图3为本发明实施例二所提供的传感器测试装置的结构示意图；

图4为本举例说明的传感器测试装置和温度传感器的结构示意图；

图5为本发明实施例三所提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

本发明实施例一提供了一种传感器测试方法，具体步骤如图1所示，包括：

步骤S101：根据待测传感器的传感器类型获取一次拟合函数。

具体的，传感器通常依赖于传感器的特殊物理特性，将温度、压力、湿度等物理应力转换成电信号，经过信号处理电路处理后，转换成可被传输、存储的数字信号，最后经过数学拟合计算，输出同温度、压力、湿度等物理量呈线性的数据结果。而在进行数学拟合运算的过程中，传感器的误差来源于两个方面，一个方面为传感器的结构、原理等原因产生的误差，这一部分误差为同一个类型的传感器共有的误差；另一方面为个体传感器在制备过程中产生的误差，例如制备过程中的温度、湿度、尺寸等方面的不同产生的误差，这一部分误差为个体传感器独有的误差。

在本步骤中，一次拟合函数为待测传感器同类型的传感器共有的误差拟合函数。也即是说，一次拟合函数为针对待测传感器同类型的传感器共有的误差进行函数拟合后产生的拟合函数，一次拟合函数即可消除传感器结构、原理等原因产生的误差。

在本发明的一些实施例中，一次拟合函数可以使用与待测传感器同类型的若干传感器获取，具体步骤如图2所示，包括以下步骤：

步骤S201：获取与待测传感器同类型的若干同类传感器的同类采样数据。

具体的，在本步骤中，同类传感器为与待测传感器同类型的传感器。其中，同类型可以为同类传感器的型号、尺寸、功能等于待测传感器均相同。例如，同类传感器可以为与待测传感器同批次生产的传感器等。

在本步骤中，同类采样数据可以为各个同类传感器感测到的电数据。同类采样数据可以为用户上传的数据，也可以为传感器测试装置自行进行实验测量得到的数据，具体可以根据实际需要进行使用。在本发明的不同的实施例中，例如传感器测试装置包括测试组件，测试组件可以用于控制传感器感测环境数据，则此情况下同类采样数据可以为测试组件使用若干同类传感器对环境数据进行感测得到的数据；在本发明的其它实施例中。例如传感器测试装置中不包括测试组件，则此种情况下同类采样数据例如可以是用户上传的数据，或者是从服务器下载的数据，具体可以根据传感器测试装置的结构不同进行灵活的设置。

步骤S202：对同类采样数据进行函数拟合，得到一次拟合函数。

在本步骤中，对若干同类传感器感测到的同类采样数据进行函数拟合例如可以是进行多项式拟合，得到若干多项式系数，然后根据得到的多项式系数构建多项式函数作为一次拟合函数。

可以理解的是，前述仅为本发明一些实施例中获取一次拟合函数的举例说明，并不构成限定，在本发明的一些其他的实施例中，一次拟合函数例如还可以是通过预存的样本映射集获取，样本映射集中可以包括若干传感器类型和若干样本拟合函数之间的一一对应关系。在本发明的一些实施例中，可以是预先将样本映射集存储在存储单元中，然后在进行待测传感器的测试时，首先从存储单元中读取样本映射集，然后获取样本映射集中待测传感器所属的传感器类型对应的样本拟合函数作为一次拟合函数。

具体的，样本映射集中包括多种传感器类型、以及与各个触感其类型一一对应的样本拟合函数。例如，样本映射集中可以包括A1、A2、A3、A4、A5五种不同的传感器类型，每种传感器类型对应唯一一个样本拟合函数，例如A1→B1、A2→B2、A3→B3、A4→B4、A5→B5。在本步骤中，即可从样本映射集中找到待测传感器所属的传感器类型，例如待测传感器的传感器类型为A2，则其对应的样本拟合函数为B2，一次拟合函数即为B2。

在本发明的一些实施例中，样本映射集可以根据若干样本传感器进行构建，即获取若干不同类型的样本传感器的感测数据，例如A1、A2、A3、A4、A5五种不同类型的样本传感器各N个，则分别获取N个A1类型的样本传感器的感测数据、N个A2类型的样本传感器的感测数据……。然后对N个A1类型的样本传感器的感测数据进行函数拟合，得到A1类型的样本传感器对应的样本拟合函数B1，对N个A2类型的样本传感器的感测数据进行函数拟合，得到A2类型的样本传感器对应的样本拟合函数B2……，最后构建样本传感器类型A1、A2、A3、A4、A5和样本拟合函数B1、B2、B3、B4、B5之间的对应关系,形成样本映射集。

在本发明的一些实施例中，对样本传感器的感测数据进行函数拟合时，可以为对样本采样数据进行多项式拟合，得到若干样本多项式系数；根据样本多项式系数构建多项式函数作为样本拟合函数。具体拟合过程可以参照前述对目标传感器进行函数拟合的具体说明，在此不再赘述。

步骤S102：获取多个目标采样数据。

在本步骤中，目标采样数据为待测传感器感测到的数据。与前述的步骤S201同理，在本发明的不同的实施例中，目标采样数据同样可以为用户上传的数据，也可以为传感器测试装置自行进行实验测量得到的数据，具体可以根据实际需要进行使用。在本发明的不同的实施例中，例如传感器测试装置包括测试组件，测试组件可以用于控制待测传感器感测环境数据，则此情况下目标采样数据可以为测试组件使用待测传感器对环境数据进行感测得到的数据；在本发明的其它实施例中。例如传感器测试装置中不包括测试组件，则此种情况下目标采样数据例如可以是用户上传的数据，具体可以根据传感器测试装置的结构不同进行灵活的设置。

步骤S103：根据多个目标采样数据对一次拟合函数进行函数拟合，得到二次拟合函数。

在本步骤中，可以以一次拟合函数为变量，使用多个目标采样数据对一次拟合函数进行多项式拟合，得到若干目标多项式系数，然后根据目标多项式系数构建多项式函数作为二次拟合函数。

在本发明所提供的实施例中，对待测传感器的感测过程中，二次拟合过程中仅需要对待测传感器的个体差异进行拟合，相较于现有技术中同时对待测传感器的传感器类型差异和个体差异进行拟合，所需要的数据量更小。例如，现有技术中通常直接对函数：

Y＝f(Dout)＝a0+a1*f(Dout)^1+a2*f(Dout)^2+…+an*f(Dout)^n进行数据拟合，此过程至少需要n+1个采样数据；而在本发明的实施例中，一次拟合函数例如为在本发明的一些实施例中，一次拟合函数例如可以为：Y＝f(X)＝a0+a1*X^1+a2*X^2+…+an*X^n，其中，a0……an为多项式系数，其中，X＝b0+b1*f(Dout)+b2*f(Dout)^2+…+bm*f(Dout)^m为二次拟合函数，Dout为测量得到的同类采样数据，f(Dout)是数学函数运算，可以根据待测传感器和同类传感器的传感器类型确定，比如f(Dout)可以为对数运算，求导运算，积分运算、幂函数运算等,b0……bm是拟合多项式系数。二次拟合过程中仅需要m+1个采样数据，由于二次拟合过程中仅需要对待测传感器个体产生的误差进行拟合，因此m＜n。

对于R个同类型的传感器，现有技术中需要R*(n+1)个采样数据，而本发明实施例所提供的传感器测试方法中仅需要R*(m+1)+r*(n+1)个采样数据，其中，r为用于获取一次拟合函数的部分传感器，由于m＜n，R*(m+1)+r*(n+1)＜R*(n+1)。对于大量的传感器的感测过程，本发明实施例所提供的传感器测试方法同样可以减少对测试数据的数量需求。

本发明实施例一所提供的传感器感测方法中，首先根据待测传感器的传感器类型获取一次拟合函数，由于一次拟合函数为待测传感器同类型的传感器共有的误差拟合函数，也即一次拟合函数已经对待测传感器由于传感器类型所产生的误差进行了拟合，然后对于具体的待测传感器，获取多个目标采样数据，目标采样数据为待测传感器感测到的数据，使用数据采样得到的多个目标采样数据对一次拟合函数进行函数拟合，得到二次拟合函数，从而对具体的待测传感器的个体产生的误差进行拟合，由于对一次拟合函数进行函数拟合仅需要对待测传感器个体产生的误差进行拟合，可以减少对拟合过程对目标采样数据的数据量的需求，从而减少传感器测试过程中需要的测试数据的数量。

本发明实施例二涉及一种传感器测试装置，具体如图3所示，包括：一次拟合模块301，一次拟合模块301用于根据待测传感器的传感器类型获取一次拟合函数，一次拟合函数用于将待测传感器生成的电信号转换为感测数据；数据采样模块302，数据采样模块302用于使用待测传感器进行数据采样，得到多个目标采样数据；二次拟合模块303，二次拟合模块303用于根据多个目标采样数据对一次拟合函数进行函数拟合，得到二次拟合函数。

与现有技术相比，本发明实施例所提供的传感器测试装置中，一次拟合模块301根据待测传感器的传感器类型获取一次拟合函数，由于一次拟合函数为待测传感器同类型的传感器共有的误差拟合函数，也即一次拟合函数已经对待测传感器由于传感器类型所产生的误差进行了拟合，然后对于具体的待测传感器，数据采样模块302获取多个目标采样数据，目标采样数据为待测传感器感测到的数据，二次拟合模块303使用数据采样得到的多个目标采样数据对一次拟合函数进行函数拟合，得到二次拟合函数，从而对具体的待测传感器的个体产生的误差进行拟合，由于对一次拟合函数进行函数拟合仅需要对待测传感器个体产生的误差进行拟合，可以减少对拟合过程对目标采样数据的数据量的需求，从而减少传感器测试过程中需要的测试数据的数量。

具体的，以传感器为温度传感器为例，如图4所示，温度传感器100包括温度感测元件401、电流镜像电路402、以及电流控制振荡器403。其中，温度感测元件401可以根据温度的不同改变其电阻、电感等物理参数，电流镜像电路402和电流控制振荡器403用于稳定并输出电信号。本发明实施例所提供的传感器测试装置200包括信号处理电路404、数字校准电路405、以及存储单元406。其中，信号处理电路404用于获取温度传感器100输出的电信号，信号处理电路404即为前述的数据采样模块302，数字校准电路405用于进行函数拟合，即为前述的二次拟合模块303，存储单元406中可以存储一次拟合函数，存储单元406即为前述的一次拟合模块301。具体的，如图4所示，温度传感器100产生的电信号经过信号处理电路404进行计数、采样后，传输至数字校准电路与存储单元406中存储的一次拟合函数进行函数拟合，得到二次拟合函数。

本发明实施例三涉及一种电子设备，如图5所示，包括：至少一个处理器501；以及，与至少一个处理器501通信连接的存储器502；其中，存储器502存储有可被至少一个处理器501执行的指令，指令被至少一个处理器501执行，以使至少一个处理器501能够执行上述各实施例中的传感器测试方法。

其中，存储器和处理器采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器和存储器的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器。

处理器负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。

本发明实施例四涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例。

即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，传感器等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种传感器测试方法，其特征在于，包括：

根据待测传感器的传感器类型获取一次拟合函数，所述一次拟合函数用于将所述待测传感器生成的电信号转换为感测数据，所述一次拟合函数为所述待测传感器同类型的传感器共有的误差拟合函数；

获取多个目标采样数据，所述目标采样数据为所述待测传感器感测到的数据；

根据所述多个目标采样数据对所述一次拟合函数进行函数拟合，得到二次拟合函数。

2.根据权利要求1所述的传感器测试方法，其特征在于，所述根据待测传感器的传感器类型获取一次拟合函数，包括：

获取样本映射集，所述样本映射集包括若干传感器类型和若干样本拟合函数之间的一一对应关系；

获取所述样本映射集中所述待测传感器所属的传感器类型对应的样本拟合函数作为所述一次拟合函数。

3.根据权利要求2所述的传感器测试方法，其特征在于，所述获取样本映射集，包括：

获取同类型的若干样本传感器；

使用各个所述样本传感器分别进行数据采样，得到样本采样数据；

对所述样本采样数据进行函数拟合得到样本拟合函数；

构建所述样本传感器类型与所述样本拟合函数之间的对应关系。

4.根据权利要求3所述的传感器测试方法，其特征在于，所述对所述样本采样数据进行函数拟合得到样本拟合函数，包括：

对所述样本采样数据进行多项式拟合，得到若干样本多项式系数；

根据所述样本多项式系数构建多项式函数作为所述样本拟合函数。

5.根据权利要求2所述的传感器测试方法，其特征在于，所述获取样本映射集，包括：

读取预存的样本映射集。

6.根据权利要求1所述的传感器测试方法，其特征在于，所述根据待测传感器的传感器类型获取一次拟合函数，包括：

根据所述待测传感器的传感器类型获取与所述待测传感器同类型的若干同类传感器的同类采样数据；

对所述同类采样数据进行函数拟合，得到所述一次拟合函数。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的传感器测试方法，其特征在于，所述根据所述多个目标采样数据对所述一次拟合函数进行函数拟合，得到二次拟合函数，包括：

以所述一次拟合函数为变量，使用所述多个目标采样数据对所述一次拟合函数进行多项式拟合，得到若干目标多项式系数；

根据所述目标多项式系数构建多项式函数作为所述二次拟合函数。

8.一种传感器测试装置，其特征在于，包括：

一次拟合模块，所述一次拟合模块用于根据待测传感器的传感器类型获取一次拟合函数，所述一次拟合函数用于将所述待测传感器生成的电信号转换为感测数据；

数据采样模块，所述数据采样模块用于获取多个目标采样数据，所述目标采样数据为所述待测传感器感测到的数据；

二次拟合模块，所述二次拟合模块用于根据所述多个目标采样数据对所述一次拟合函数进行函数拟合，得到二次拟合函数。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至7中任意一项所述的传感器测试方法。

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行实现权利要求1至7中任意一项所述的传感器测试方法。